基于断面地形法和网格地形法的河道冲淤计算分析.pdfVIP

第3期 广东水利水电 No．3 2014年 3月 GUANGD0NG WAIEIR RESOURCESAND HYDROPOWER Mar．2014 基于断面地形法和网格地形法的河道冲淤计算分析 郑 泳，张 政 ，黄卫蓝 (广东省水利水电科学研究院，广东省水动力学应用研究重点实验室，广东广州 510635) 摘 要：河道的冲淤量及其分布是相关工程规划设计和防洪决策的基本依据，在生产实践 中，冲淤计算一般是采用断面 地形法。随着GIS技术的发展 ，三维表面的建模和表面分析 已逐渐成熟，为推广网格地形法计算河槽冲淤量创造 了条 件。该文通过对比断面地形法、网格地形法两种方法计算的河道冲淤量，分析其误差来源及解决方法，评估其方法的适 宜性和可靠性，得出GIS支持下的网格地形法计算河道冲淤可视化强，提高了效率和精度。 关键词：断面地形法；网格地形法；河道冲淤；GIS 中图分类号：TV149．1 文献标志码：B 文章编号：1008—0112(2014)03—0031—04 大量的岸线规划、河道 (航道)整治或河道管理范 形法或椎体法计算相邻断面间的槽蓄量，梯形法或椎 围内建设项 目防洪评价咨询等均建立在河道冲淤变化 体法计算公式见式 (1)J。通过比较不同时间、同一 的基础上开展，因此河道的冲淤量及其分布是相关工 水位下相邻断面间槽蓄量的差异，得出相邻断面河道 程规划设计和防洪决策的基本依据 J。目前，计算 泥沙冲淤的体积，累积各断面间河道泥沙冲淤体积即 河道冲淤量的常用方法为断面地形法、网格地形法和 可反映不同高程河床冲淤情况。从几何角度看，同一 输沙量平衡法u2j。断面地形法一般是根据不同年份的 次施测的上、下断面在某一高程下的空间体积是一个 河道水下实测地形布设断面，读取断面数据后，给定 整体性明确的几何体，该方法的物理概念清楚。 计算水位下按几何法得出相邻断面河道槽蓄量，不同 n 1 梯形法：V= ÷(A+A…)×AL 年份槽蓄量的差值即为河道冲淤量 ；网格地形法是通 l 二 过提取河道水下实测地形的三维数据 (，y，z)，建 ／7, 1 一 一 椎体法：V= _JiL_(Ai+A… + ×A…)×△ 立河道数字高程模型，给定计算水位后计算河道槽蓄 l J 量，不同年份槽蓄量的差值即反映了河道冲淤量及空 (1) 间分布；输沙量平衡法一般是利用河段进出口己有的 式中 为第 1一 个横断面之间的槽蓄量，即河段槽 水文站输沙量资料进行计算，反映相邻水文站间的河 蓄量；A为第 i个横断面面积；AL为第 i～i+1横断 段冲淤量。其中，断面地形法在生产实践中应用最为 面之间的间距 。 广泛 ；输沙量平衡法受实测站点限制难 以普及 ；随着 影响断面地形法计算精度的主要因素有断面测量、 GIS技术的发展，三维表面的建模和表面分析已逐渐 断面布设 (断面的代表性，包括断面间距和断面方向 成熟，为推广网格地形法计算河槽冲淤量创造了条 等)、人工读取断面数据的主观性等。断面间距一般 件 I9]。本文采用实测地形资料，分别运用断面地形 不宜大于2倍河宽。 法、网格地形法计算东江某河段的河道冲淤量，并对 1．2 网格地形法 计算结果进行比较